电毛细驱动微通道可控流动研究

微流体(微流控)系统因具有微型化、集成化、高效率和低成本等特点，在MEMS、微全分析系统和生物芯片技术领域有着广泛的应用前景，相关微通道内流体的驱动与控制是其关键。Prins等人(Since,2001,291:277-280)展现了电毛细对微通道(微通道阵列)中连续性流体的优异操控功能，有着十分诱人的应用前景，但目前还缺乏该技术的系统研究。本项目拟首先建立电毛细驱动微通道流动的流体力学模型和计算方法，并对模型和方法的准确性与有效性进行必要的实验验证，然后通过详尽的数值分析揭示电毛细与微通道自身各参数强耦合作用下的微通道流动特性与规律，为利用电毛细实现微流体的驱动与控制提供理论依据。在此基础上，分别以最小流动阻力和最大流速为优化目标，对微通道的各项参数进行优化设计，为电毛细驱动在微流体系统中的应用提供最优设计方案。